2013 Fiscal Year Annual Research Report
界面構造設計した高機能化ナノ粒子の太陽電池デバイスへの応用
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23246132
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
神谷 秀博 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20183783)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
酒井 幹夫 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (00391342)
LENGGORO WULED 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10304403)
鮫島 俊之 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30271597)
伏見 千尋 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50451886)
飯島 志行 横浜国立大学, 環境情報研究科(研究院), 講師 (70513745)
伊原 学 東京工業大学, 理工学研究科, 准教授 (90270884)
稲澤 晋 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30466776)
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| Project Period (FY) |
2011-11-18 – 2014-03-31
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| Keywords | 色素増感太陽電池 / ナノ複合体 / ナノ界面設計 / 凝集分散制御 / コロイド化学プロセス / 離散要素法 / リチウム電池電極 / 波長変換素子 |
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| Research Abstract |
本研究では、微粒子、ナノ粒子の界面構造・機能設計法により分散性、配列性を制御可能なナノ粒子、微粒子と関連プロセス基盤技術を用いて、量子効果などナノ粒子の光学的機能を最も有効に活用できると予測される太陽電池及び関連する複合素材、さらにリチウム電池電極へのカーボンナノ材料の利用可能性を切り開くプロセス技術の構築を試みた。
銀ナノ粒子のプラズモン増強効果を利用した色素増感型太陽電池については、酸化チタン電極薄膜内での銀ナノ粒子の配列設計を可能とする二段階銀ナノ粒子表面設計法を確立し、表面設計によるプラズモン効果の増大を確認した。また、色素増感太陽電池電極用チタニアナノ粒子薄膜中への銀ナノ粒子の分散性の向上も確認した。
タンデム型固体接触型太陽電池用接着層や太陽電池の効率向上効果が期待できる量子効果を有する波長変換ナノ粒子分散透明薄膜への適用を可能とする耐候性を有する導電性ナノ粒子の配列設計による導電性透明ポリマー複合膜の合成を試みた。この目的のため、ナノ繊維表面上に導電性ナノ粒子を高密度に被覆するする手法、及びナノ粒子被覆ナノ繊維を用いた複合ポリマーシート合成法を確立した。表面修飾したナノ粒子は有機溶媒中での分散性が極めて高いが、ナノ繊維表面に被覆することにより、ナノ繊維の液中や樹脂中での絡み合い、接合・接着も防止でき、表面修飾した導電性ナノ粒子の被覆によりポリマー中で一次元的導電パスができる構造設計を可能とした。
さらに、リチウム電池電極への炭素系ナノ物質の応用を可能にするため、負極用のグラファイト粒子の表面に炭素系ナノ物質生成触媒金属ナノ粒子を被覆する方法を確立し、グラファイト表面に炭素系ナノ物質を高密度に生成・被覆する手法の開発に成功した。この手法によりリチウム電池性能の高容量、高出力化への炭素系ナノ物質応用の可能性を開いた。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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